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化学是一门以实验为基础的自然科学,化学实验既是进行科学探究的重要方式,又是化学课的重要学习内容.
著名化学家戴安邦先生说过:“化学实验课是实施全面化学教育最有效的教学形式.”
化学教学中的实验设计是新课程理念的突出体现,关注化学教学中的实验设计是培养创新型人才,进行化学教学的有效方式.在实际教学中如何进行化学实验设计呢?
一、遵循实验设计的原则
1.目的性原则
教学目标决定着教学内容的范围、深度,也规定着实验教学的内容.
化学实验设计必须针对教学目标规定的知识技能要求,特别是重点、难点来设计,力求通过实验教学丰富学生的感性认识,启迪学生的思维,解决常见的化学问题,并能进一步揭示化学概念、原理和规律.同时,通过实验过程的前后,帮助学生形成各方面的能力,并培养学生勇于探索、勤于思考,求是求真的科学精神.
2.启发性原则
学生的学习过程就是不断发现问题、分析问题、解决问题的过程.教师在实验教学中应当以“问题”为中心,努力创设恰当的学习情境,启发学生积极的思维,鼓励学生大胆分析、猜想、提出实验设计方案,有意识地培养学生发现问题、提出问题的能力,以激发学生的学习热情.
例如,在稀释浓硫酸时,应指导学生从分析浓硫酸的密度、溶解性等方面,来猜想浓硫酸的稀释方法,是先倒水再倒浓硫酸,还是先倒浓硫酸再倒水?教师继续启发学生思考“浓硫酸溶于水会放出大量热,怎样操作才能使产生的热量迅速扩散?”通过积极思考,学生说出“搅拌”.“能否用温度计搅拌?”此时学生的思维状态已处于激活状态,在迅速思考后得出结论.然后总结出稀释浓硫酸的正确方法是:应把浓硫酸倒入水中,并不断用玻璃棒搅拌,使产生的热量迅速扩散.最后指导学生完成操作.在以上启发思考过程中,学生的思维处于激活状态,已知的知识、经验被学生从大脑中搜集出来,为解决新问题创造了有利条件,不但培养了学生分析问题、解决问题的能力,同时激发了学生进一步探究的欲望.
3.主体性原则
学生是实验探究教学的主体,要想有效地实施教学、探究实验,就必须增强学生的主体意识和主动参与意识,充分发挥学生的主观能动性,通过学生亲身探索、亲身实验,去认识化学概念和规律,有利于对学生进行科学方法的训练.
4.科学性和安全性统一的原则
化学实验设计应依据化学基本理论,尊重客观事实,严格做到实验原理、方法、操作过程的科学性、合理性、安全性,切实做到“科学探究”,为贯彻这一原则,首先,要学好化学专业基础知识,为科学设计实验奠定坚定的物质基础.其次,要丰富学生的课余知识,联系生活、生产实际,做到课内外结合,将化学知识的学习与社会生活实践紧密结合起来,实现实验教学的开放性.最后,要掌握好化学实验操作的基本技能,做到操作规范.
二、了解实验设计的思路与方法
1.明确实验六要素
(1)根据实验目的要求,弄清题给的新信息.(2)运用恰当的实验原理,即从题给的化学情景,结合元素化合物、化学基本原理等有关知识获取.(3)选择合理的仪器装置和药品.(4)确定实验步骤.(5)完成实验过程并记录实验数据和现象.(6)分析实验现象和数据得出正确结论.
2.理解一般的探究模式
(1)提出问题:化学来源于生活,生活中处处有化学.我们熟识的环境,身边的事物常常有感于它们,经过启发或学生独立地发现一些问题,从而提出问题.
(2)建立假设:通过对已有知识或经验的理解对假设作出初步判断.
(3)设计实验:经过老师的启发引导,鼓励学生对作出的假设进行实验设计,从而考察学生的发散思维能力和实验设计能力,然后对设计方案进行评价、筛选,从而确定一种简单可行的方案,由此培养学生综合分析问题的能力.
(4)实验探究:以学生实验为主,教师在实验前、实验中、实验后做必要指导,同时要不断巡视,为学生解答疑问、纠正错误,并不断激励学生大胆实验,保证实验过程安全有序地进行.
(5)讨论、分析得出结论:对实验过程中记录的数据及现象进行比较、分析、归纳、概括,从而得出正确结论.由此使学生形成合理的认知结构,并培养了学生的分析、归纳、概括能力.
(6)交流反思:此过程是化学实验探究活动的重要环节,使学生能够发现实验成功与失败的原因,以及实验中存在的问题,从而引发学生进一步探究.
著名化学家戴安邦先生说过:“化学实验课是实施全面化学教育最有效的教学形式.”
化学教学中的实验设计是新课程理念的突出体现,关注化学教学中的实验设计是培养创新型人才,进行化学教学的有效方式.在实际教学中如何进行化学实验设计呢?
一、遵循实验设计的原则
1.目的性原则
教学目标决定着教学内容的范围、深度,也规定着实验教学的内容.
化学实验设计必须针对教学目标规定的知识技能要求,特别是重点、难点来设计,力求通过实验教学丰富学生的感性认识,启迪学生的思维,解决常见的化学问题,并能进一步揭示化学概念、原理和规律.同时,通过实验过程的前后,帮助学生形成各方面的能力,并培养学生勇于探索、勤于思考,求是求真的科学精神.
2.启发性原则
学生的学习过程就是不断发现问题、分析问题、解决问题的过程.教师在实验教学中应当以“问题”为中心,努力创设恰当的学习情境,启发学生积极的思维,鼓励学生大胆分析、猜想、提出实验设计方案,有意识地培养学生发现问题、提出问题的能力,以激发学生的学习热情.
例如,在稀释浓硫酸时,应指导学生从分析浓硫酸的密度、溶解性等方面,来猜想浓硫酸的稀释方法,是先倒水再倒浓硫酸,还是先倒浓硫酸再倒水?教师继续启发学生思考“浓硫酸溶于水会放出大量热,怎样操作才能使产生的热量迅速扩散?”通过积极思考,学生说出“搅拌”.“能否用温度计搅拌?”此时学生的思维状态已处于激活状态,在迅速思考后得出结论.然后总结出稀释浓硫酸的正确方法是:应把浓硫酸倒入水中,并不断用玻璃棒搅拌,使产生的热量迅速扩散.最后指导学生完成操作.在以上启发思考过程中,学生的思维处于激活状态,已知的知识、经验被学生从大脑中搜集出来,为解决新问题创造了有利条件,不但培养了学生分析问题、解决问题的能力,同时激发了学生进一步探究的欲望.
3.主体性原则
学生是实验探究教学的主体,要想有效地实施教学、探究实验,就必须增强学生的主体意识和主动参与意识,充分发挥学生的主观能动性,通过学生亲身探索、亲身实验,去认识化学概念和规律,有利于对学生进行科学方法的训练.
4.科学性和安全性统一的原则
化学实验设计应依据化学基本理论,尊重客观事实,严格做到实验原理、方法、操作过程的科学性、合理性、安全性,切实做到“科学探究”,为贯彻这一原则,首先,要学好化学专业基础知识,为科学设计实验奠定坚定的物质基础.其次,要丰富学生的课余知识,联系生活、生产实际,做到课内外结合,将化学知识的学习与社会生活实践紧密结合起来,实现实验教学的开放性.最后,要掌握好化学实验操作的基本技能,做到操作规范.
二、了解实验设计的思路与方法
1.明确实验六要素
(1)根据实验目的要求,弄清题给的新信息.(2)运用恰当的实验原理,即从题给的化学情景,结合元素化合物、化学基本原理等有关知识获取.(3)选择合理的仪器装置和药品.(4)确定实验步骤.(5)完成实验过程并记录实验数据和现象.(6)分析实验现象和数据得出正确结论.
2.理解一般的探究模式
(1)提出问题:化学来源于生活,生活中处处有化学.我们熟识的环境,身边的事物常常有感于它们,经过启发或学生独立地发现一些问题,从而提出问题.
(2)建立假设:通过对已有知识或经验的理解对假设作出初步判断.
(3)设计实验:经过老师的启发引导,鼓励学生对作出的假设进行实验设计,从而考察学生的发散思维能力和实验设计能力,然后对设计方案进行评价、筛选,从而确定一种简单可行的方案,由此培养学生综合分析问题的能力.
(4)实验探究:以学生实验为主,教师在实验前、实验中、实验后做必要指导,同时要不断巡视,为学生解答疑问、纠正错误,并不断激励学生大胆实验,保证实验过程安全有序地进行.
(5)讨论、分析得出结论:对实验过程中记录的数据及现象进行比较、分析、归纳、概括,从而得出正确结论.由此使学生形成合理的认知结构,并培养了学生的分析、归纳、概括能力.
(6)交流反思:此过程是化学实验探究活动的重要环节,使学生能够发现实验成功与失败的原因,以及实验中存在的问题,从而引发学生进一步探究.